
- •Учебно-методический комплекс
- •Пояснительная записка.
- •Рабочая программа дисциплины Основы алгоритмизации и программирования
- •Тематический план учебной дисциплины
- •Раздел 1. Основные принципы алгоритмизации.
- •Тема 1.1. Алгоритм, свойства алгоритма. Способы описания алгоритмов. Базовые алгоритмические конструкции..
- •Тема 1.2. Языки программирования и их классификация. Этапы решения задач на компьютере .
- •Раздел 2. Основные понятия языка программирование Turbo Pascal .
- •Тема 2.1 Среда программирования Турбо Паскаль. Операторы ввода-вывода.
- •Тема 2.2. Типы данных. Стандартные функции и процедуры.
- •Раздел 3. Работа с графическим модулем.
- •Тема 3.1. Текстовый и графический режимы работы монитора. Выбор и переключение графического режима в языке Pascal .
- •Тема 3.2. Рисование простых графических элементов (линия, точка, прямоугольник). Цвет объектов. Графический шрифт. Вывод текста.
- •Раздел 4. Основные алгоритмические конструкции и их реализация на языке Pascal .
- •Тема 4.1. Разветвляющиеся алгоритмы. Оператор условия If. Логические операции not, and, or. Нахождение значений логических выражений.
- •Тема 4.2. Вложенные условные операторы. Решение задач.
- •Тема 4.3. Оператор выбора case. Решение задач.
- •Тема 4.4. Циклические алгоритмы. Операторы организации циклов. Простой и составной оператор.
- •Тема 4.5. Цикл с предусловием в графике.
- •Тема 4.6. Рекурсия. Примеры задач рекурсивного решения в текстовом и графическом режимах.
- •Раздел 5. Процедуры и функции.
- •Тема 5.1.Глобальные и локальные переменные. Парадигма модульного программирования.
- •Тема 5.2. Процедуры. Входные и выходные данные процедуры.
- •Тема 5.3. Функции. Отличие функции от процедуры. Тип функции.
- •Раздел 6. Массивы. Стандартные алгоритмы на массивах.
- •Тема 6.1. Одномерные массивы. Способы задания одномерных массивов. Обработка массива.
- •Тема 6.2. Двумерные массивы. Действия с двумерными массивами.
- •Тема 6.3. Методы сортировки массивов.
- •Раздел 7. Символы и строки. Процедуры и функции работы со строками
- •Тема 7.1. Символьный тип данных. Функции работы с символами.
- •Тема 7.2. Строки. Тип string. Сравнение строк. Понятие подстроки.
- •Тема 7.3. Процедуры и функции работы со строками.
- •Раздел 10. Файлы.
- •Тема 10.1. Файлы. Виды файлов. Типизированные файлы.
- •Тема 10.2. Процедуры и функции для работы с типизированными файлами.
- •Тема 10.3. Процедуры и функции работы с файлами. Решение задач.
- •Тема 10.4. Тeкстовые файлы, их описание и основные отличия от типизированных файлов.
- •Тема 10.5. Способы обмена с текстовыми файлами.
- •Раздел 11. Стандартные модули.
- •Тема 11.1. Стандартные процедуры и функции модулей crt и dos. Обработка прерываний.
- •Тема 11.2. Стандартные процедуры и функции Unit Graph. Методы создания анимации.
- •Тема 11.3. Создание библиотечных модулей.
- •Раздел 12. Динамические переменные и структуры данных.
- •Тема 12.1. Динамические структуры данных и их организация с помощью указателей.
- •Тема 12.2. Представление деревьев. Основные операции над деревом.
- •Тема 12.3. Стек. Отличия стека от списка. Основные операции со стеком.
- •Тема 12.4. Очереди. Основные операции над очередью.
- •Тема 12.5. Кольцо. Формирование кольца. Основные операции над кольцом.
- •Тема 12.6. Список. Создание списка путем добавления элементов в конец списка. Просмотр списка.
- •Тема 12.7. Динамические структуры данных. Статические и динамические переменные. Адреса. Указатели и их объявление.
- •Раздел 1. Основные принципы алгоритмизации. Тема 1.1. Алгоритм, свойства алгоритма. Способы описания алгоритмов. Базовые алгоритмические конструкции.
- •Формы записи алгоритма.
- •Тема 1.2. Языки программирования и их классификация. Этапы решения задач на компьютере .
- •Раздел 2. Основные понятия языка программирование Turbo Pascal . Тема 2.1 Среда программирования Турбо Паскаль. Операторы ввода-вывода.
- •Оператор присваивания. Арифметические выражения
- •Основные определения. Типы данных.
- •Операторы Write и WriteLn
- •Операторы Read и ReadLn
- •Тема 2.2. Типы данных. Стандартные функции и процедуры.
- •I Арифметические функции
- •II Функции преобразования типов
- •III Функции для порядковых типов
- •IV Процедуры для порядковых типов
- •Лабораторная работа №1. Линейные программы.
- •Лабораторная работа №2. Составление простейших программ. Вычисления по формулам.
- •Раздел 3. Работа с графическим модулем . Тема 3.1. Текстовый и графический режимы работы монитора. Выбор и переключение графического режима в языке Pascal .
- •1) Инициализация графики, подготовительные работы, управление цветом, закрытие режима:
- •Система координат в графическом режиме.
- •Тема 3.2. Рисование простых графических элементов (линия, точка, прямоугольник). Цвет объектов. Графический шрифт. Вывод текста
- •Лабораторная работа №3. Графические возможности Турбо Паскаль.
- •Тема 4.2. Вложенные условные операторы. Решение задач.
- •Лабораторная работа №4. Разветвляющиеся вычислительные процессы. Условный оператор if.
- •Лабораторная работа №5. Применение условных операторов в решении задач.
- •Тема 4.3. Оператор выбора case. Решение задач.
- •Оператор безусловного перехода Goto. Решение задач.
- •Лабораторная работа №6. Программирование разветвляющихся алгоритмов
- •Тема 4.4. Циклические алгоритмы. Операторы организации циклов. Простой и составной оператор (4 часа)
- •Общая форма записи цикла со счетчиком
- •Лабораторная работа №7.
- •Лабораторная работа №8.
- •Индивидуальные задания.
- •Лабораторная работа №9.
- •Цикл с предусловием while
- •Лабораторная работа №10.
- •Индивидуальное задание
- •Тема 4.5. Цикл с предусловием в графике.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Раздел 5. Процедуры и функции. Тема 5.1.Глобальные и локальные переменные. Парадигма модульного программирования.
- •Тема 5.2. Процедуры. Входные и выходные данные процедуры.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Лабораторная работа №11.
- •Решение задач
- •Тема 5.3. Функции. Отличие функции от процедуры. Тип функции.
- •Общий вид (формат) функции
- •Различие между процедурами и функциями.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Лабораторная работа №12.
- •Актуализация опорных знаний
- •Пример выполнения задания
- •Индивидуальные задания.
- •Тема5.4. Рекурсия. Примеры задач рекурсивного решения в текстовом и графическом режимах.
- •Лабораторная работа № 13.
- •Задания
- •Лабораторная работа №14.
- •Решение задач по вариантам.
- •Раздел 6. Массивы. Стандартные алгоритмы на массивах. Тема 6.1. Одномерные массивы. Способы задания одномерных массивов. Обработка массива.
- •Способы задания одномерных массивов
- •Типичные задачи на обработку массивов.
- •Лабораторная работа №15. Тема: Одномерные массивы
- •Описание массива
- •Лабораторная работа №16.
- •Тема 6.2. Двумерные массивы. Действия с двумерными массивами.
- •Лабораторная работа №17.
- •Лабораторная работа №18.
- •Актуализация опорных знаний
- •Пример выполнения задания
- •Индивидуальные задания.
- •Тема 6.3. Методы сортировки массивов.
- •Лабораторная работа № 19.
- •Пример выполнения задания
- •Индивидуальные задания
- •Лабораторная работа №20.
- •Раздел 7. Символы и строки. Процедуры и функции работы со строками.
- •Тема 7.1. Символьный тип данных. Функции работы с символами.
- •Тема 7.2. Строки. Тип string. Сравнение строк. Понятие подстроки.
- •Лабораторная работа №21.
- •Тема 7.3. Процедуры и функции работы со строками.
- •Лабораторная работа №22.
- •Лабораторная работа № 23.
- •7.4. Обязательная контрольная работа.
- •Раздел 8. Множества. Тема 8.1. Множество. Элемент множества. Способы задания множества.
- •Лабораторная работа №24.
- •Тема 8.2. Операции над множествами.
- •Лабораторная работа №25. Тема: Множества. (Продолжение)
- •Раздел 9. Записи. Тема 9.1. Определение и правила записи.
- •Лабораторная работа №26.
- •Тема 9.2. Записи с вариантами.
- •Лабораторная работа № 27-28.
- •Раздел 10. Файлы. Тема 10.1. Файлы. Виды файлов. Типизированные файлы.
- •План урока
- •Тема 10.2. Процедуры и функции для работы с типизированными файлами.
- •Функция ioResult
- •Лабораторная работа № 29.
- •Актуализация опорных знаний
- •Пример выполнения задания
- •Задания
- •Тема 10.3. Процедуры и функции работы с файлами. Решение задач. Лабораторная работа №30. Тема: Разработка программ обработки созданных файлов.
- •Актуализация опорных знаний
- •Пример выполнения задания
- •Лабораторная работа № 31. Тема: Разработка программ обработки созданных файлов.
- •Актуализация опорных знаний
- •Пример выполнения задания
- •Тема 10.4. Тeкстовые файлы, их описание и основные отличия от типизированных файлов.
- •План урока
- •Тема 10.5. Способы обмена с текстовыми файлами.
- •I Операции чтения из файла
- •II Операции записи в файл
- •III Логическая функция Eoln
- •IV Процедура открытия файла для дополнения
- •Лабораторная работа №32.
- •Лабораторная работа № 33.
- •Актуализация опорных знаний
- •Раздел 11. Стандартные модули. Тема 11.1. Стандартные процедуры и функции модулей crt и dos. Обработка прерываний.
- •План урока
- •Процедуры управления звуком
- •Функции работы с клавиатурой
- •Лабораторная работа № 34.
- •Актуализация опорных знаний
- •Задания
- •Тема 11.2. Стандартные процедуры и функции Unit Graph. Методы создания анимации.
- •2. Установка цвета
- •3. Управление экраном
- •4. Работа с точками изображения
- •Лабораторная работа № 35.
- •Актуализация опорных знаний
- •Задания
- •Тема 11.3. Создание библиотечных модулей.
- •Лабораторная работа № 36. Тема: Разработка алгоритмов и программ решения различных задач с использованием библиотечных модулей пользователя.
- •Актуализация опорных знаний
- •Раздел 12. Динамические переменные и структуры данных. Тема 12.1. Динамические структуры данных и их организация с помощью указателей. (4 часа)
- •Указатели и их объявление
- •Оператор @ с переменной
- •Оператор @ с параметром процедуры, переданным по значению
- •Оператор @ с параметром процедуры, переданным по ссылке
- •Тема 12.2. Представление деревьев. Основные операции над деревом.
- •Представление деревьев. Основные операции над деревом.
- •Лабораторная работа № 37.
- •Тема 12.3. Стек. Отличия стека от списка. Основные операции со стеком.
- •Занесение элемента в стек
- •Извлечение элемента из стека
- •Примеры решения задач.
- •Лабораторная работа № 38.
- •Актуализация опорных знаний
- •Примеры выполнения заданий
- •Задания
- •Тема 12.4. Очереди. Основные операции над очередью.
- •Занесение элемента в очередь
- •Извлечение элемента из очереди
- •Примеры решения задач
- •Лабораторная работа № 39.
- •Задания
- •Тема 12.5. Кольцо. Формирование кольца. Основные операции над кольцом.
- •Формирование кольца
- •Обход кольца
- •Лабораторная работа № 40. Тема. Примеры решения задач с применением динамической структуры кольцо. Творческая работа.
- •Тема 12.6. Список. Создание списка путем добавления элементов в конец списка. Просмотр списка.
- •Лабораторная работа № 41. Тема. Примеры задач, решаемых с помощью списка. Решение задач.
- •Лабораторная работа № 42.
- •Экзаменационные вопросы по дисциплине: «Основы алгоритмизации и программирования»
- •Перечень практических задач для подготовки к экзамену.
Указатели и их объявление
Для работы с динамическими программными объектами в Паскале предусмотрен ссылочный тип или тип указателей. В переменной ссылочного типа хранится ссылка на программный объект (адрес объекта). Указатель состоит из сегмента и смещения. По правилам Паскаля указатели на разные типы данных имеют различные типы, причем эти типы несовместимы, т.е. указатели на разные типы данных не могут ссылаться на один объект.
Чтобы связать ссылочный тип с определенным типом данных, используется символ ^, помещаемый перед именем типа. Например, имеется тип массив:
Type
A = Array[1..100] of integer;
Тип указателя на такой объект:
Type
tA = ^A;
Переменные ссылочного типа могут определяться как статические, при этом по общим правилам объявления переменных возможна запись с явным и неявным определением ссылочного типа.
Type
A = Array[1..100] of integer; {Тип массив из 100 целых чисел}
tA = ^A; {Тип указатель на тип А}
Var
B : tA; {Указатель на тип А}
C : ^A; {Указатель на тип А}
Для получения данных, соответствующих указателю, символ "^" приводится после имени указателя. Действия с элементами массива типа А могут быть описаны через действия над указателями В и С.
B^[i] := i; {i-му элементу массива, на который указывает В, присвоить значение i}
C^[i] := B^[i]; {i-му элементу массива, на который указывает С, присвоить значение i-го элемента массива, на который указывает В}
После выполнения этого кода i-е элементы массивов, на которые указывают В и С, будут равны.
Указатели могут ссылаться на любой тип данных, кроме файлового.
Разберем простой пример, обратив еще раз внимание на синтаксис:
Var
P : ^integer; {Указатель на целое}
P^ – переменная целого типа, на которую ссылается Р, она может стоять как в левой, так и в правой части выражений:
P^ :=16;
x := x+P^;
Первый оператор присваивает целочисленной переменной, на которую ссылается Р, значение 16, второй прибавляет к значению переменной х значение 16, второй прибавляет к значению переменной х значение 16. Аналогично определяются и используются указатели на переменные любого типа, в том числе и определенного пользователем.
Обратите внимание, что указатель является обычной статической переменной, а переменная, на которую он указывает – динамической.
Схематически можно представить себе указатель так:
адрес
Указательная переменная Р может быть в трех состояниях.
1. Содержать адрес какой-либо переменной, память под которую уже выделена.
адрес
2. Содержать специальный пустой адрес Nil.
3. Находиться в неопределенном состоянии.
В неопределенном состоянии указатель бывает в начале работы программы до первого присваивания ему или конкретного адреса, или пустого адреса Nil, а также после освобождения области памяти на которую он указывает.
Схематически различия между состоянием Nil и неопределенным состоянием можно изобразить так:
Использование имени указателя в программе означает обращение к адресу ячейки памяти, на которую он указывает. Чтобы обратиться к содержимому ячейки, на которую указывает указатель, требуется после его идентификатора поставить символ ^. Эта операция еще называется разыменованием.
Для представления указателя на строку с завершающим нулем в Паскале имеется предопределенный тип PChar. В модуле System этот тип описывается следующим образом:
Type
PChar = ^char;
Паскаль поддерживает набор расширенных правил, позволяющих работать со строками с завершающим нулем, используя тип PChar.
Иногда связи между ссылкой и переменной не существует по смыслу задачи, в этом случае с указателем нельзя связать никакой объект, а ссылка должна быть пустой. Зарезервированное слово Nil обозначает константу со значением указателя, который ни на что не указывает. После присвоения
P := Nil;
указатель не будет указывать ни на какой объект. Значение Nil совместимо с любым ссылочным типом.
Операции "=" и "<>" могут использоваться для сравнения операндов типа указатель. Два указателя равны только в том случае, если они ссылаются на один и тот же объект.
Присвоение значений указателю. Оператор @ с переменной. Оператор @ с параметром процедуры, переданным по значению. Оператор @ с параметром процедуры, переданным по ссылке.
Переменной-указателю можно присвоисть значение другого указателя того же типа. В языке существует универсальный тип указателя, его имя – pointer. Используя тип pointer как промежуточный, можно присвоить значение одного указателя другому и при несовпадении их типов.
Для инициализации указателей в Паскале предусмотрены специальные процедуры и функции.
Переменной-указателю можно присвоить значение с помощью процедуры new, операции @ или функции Ptr.
Процедура new отводит блок памяти в области для динамических переменных и сохраняет адрес этого блока в указателе.
Операция @ ориентирует переменную-указатель на область памяти, содержащую уже существующую переменную. Ее можно применять к статическим переменным, динамическим переменным, процедурам и функциям.
Функция Ptr ориетирует переменную-указатель на определенный адрес в памяти. Тип результата – указатель того же типа, что и Nil, т.е. он может быть назначен любой переменной-указателю.
@ – это унарный оператор. Тип значения указателя управляется через директуву компилятора $T. Если переключателшь отключен, то результатом является нетипизированный указатель, если включен, – то тип указателя соответствует типу объекта. Если оператор @ применяется к процедуре, функции или методу, то результатом всегда будет указатель типа pointer, независимо от состояния опции $T.